في 10 أبريل، أصدرت a16z Crypto حلاً لـ zkEVM يسمى Jolt، بهدف تسريع وتبسيط عمليات توسيع سلسلة الكتل. يدمج Jolt البراهين الصفرية المعرفة SNARK لتوفير إطار لـ Rollups متوافقة مع EVM، مساعدة المطورين في إنشاء حلول L2 معتمدة على SNARK. وأكد الفريق أن سرعة Jolt تعتبر "ضعف سرعة" مقارنة بالحلول الحالية لـ zkVM.

نظرًا لتعقيد مبادئ Jolt التقنية، إليك شرحًا بسيطًا لعدة مصطلحات تقنية قد تكون معنية بها:

zkSNARK هو دليل دليل قوي على عدم المعرفة الصفري ويشكل أساس بناء zkVM و zkEVM.

zkVM هو مفهوم عام لآلة افتراضية معرفة صفرية تدعم أي مجموعة تعليمات.

zkEVM هو مثيل محدد من zkVM مصمم خصيصًا للتوافق مع EVM.

تعتمد ZK Rollup على zkVM أو zkEVM لتعزيز قدرة توسيع Ethereum مع الحفاظ على الخصوصية.

ما هو Jolt؟

Jolt هو حلاً جديدًا لـ SNARK يوفر نهجًا أكثر تلخيصًا وكفاءة لبناء zkVM (الجهاز الظاهري للمعرفة الصفرية). في الواقع، في وقت مبكر من أغسطس 2023، اقترح a16z Crypto مفاهيم تحمل اسم Lasso و Jolt. تم تقديم هذه التقنيات في ظل بطء وتكلفة تقنية SNARK.

لاسو، واحدة من هذه المفاهيم، هي طريقة بحث معلمة جديدة تقلل بشكل كبير من التكلفة بالنسبة للتحقق. جولت، من ناحية أخرى، يستخدم لاسو لتوفير إطار عمل جديد لتصميم SNARKs لـ zkVM وتطبيقات الواجهة الأمامية الأوسع. معًا، يعززون الأداء وتجربة المطور وقابلية التدقيق لتصميمات SNARK، مما يحسن بناء تطبيقات web3. وهذا، بدوره، يعزز استخدام البراهين المنطقية الصفرية في مجال البلوكشين.

قبل الانغماس في Jolt، قد يكون من المفيد فهم zkVM و zkEVM.

zkVM هو مفهوم عام يشير إلى آلة افتراضية بدون معرفة. مشابه لـ zkEVM، يتيح zkVM كتابة البرامج باستخدام لغات عالية المستوى مثل C++ أو Rust، التي يتم ترجمتها بواسطة الآلة الافتراضية إلى شكل من أشكال التمثيل المتوسط (مثل الدوائر أو القيود الحسابية). يتم إثبات تنفيذ هذا التمثيل المتوسط بشكل صحيح باستخدام أنظمة البرهان مثل zkSNARK. على عكس zkEVM، لا يقتصر zkVM على التوافق مع EVM بل يدعم أي مجموعة تعليمات. Jolt هو تنفيذ عالي الأداء لـ zkVM مصمم لمجموعة تعليمات RISC-V.

يمكننا التفكير في zkVM على أنه "صندوق أسود" خاص يمكن أن يثبت للعالم الخارجي ، مع الحفاظ على الخصوصية ، أنه قد نفذ بالفعل عملية حسابية وفقا لبرنامج محدد مسبقا. ومع ذلك ، تتطلب zkVMs التقليدية حسابات مكثفة ومرهقة لإنشاء هذا الدليل ، مما يؤدي إلى أداء ضعيف للغاية.

الابتكار الأساسي لـ Jolt يكمن في العثور على نهج رياضي أكثر كفاءة لتوليد هذا الدليل:

أولاً، يحول جولت بذكاء الحساب الذي يجب إثباته إلى نوع خاص من المتعددات، والتي سنسميها "متعدد الحساب". سمة هذا المتعدد هي أن قيمته تكون صفر فقط عندما ينفذ الصندوق الأسود الحساب بشكل صحيح.

لإثبات أن قيمة "متعدد الحسابات" هي صفر، يستخدم Jolt بروتوكول تفاعلي يسمى "sumcheck." يسمح هذا البروتوكول للمدققين بالاقتناع في وقت أقصر بأن قيمة المتعدد الحسابات هي صفر دون الحاجة إلى حساب المتعدد الحسابات بالكامل. هذا يشبه إلى حد كبير لمدرس يفحص فقط بضعة أسئلة على ورقة اختبار الطالب لتحديد ما إذا كانت الورقة بأكملها صحيحة.

المزايا التقنية لـ Jolt

مبادئ Jolt الفنية معقدة إلى حد ما، ولكن لتبسيط الأمور، zkVM تعد تكنولوجيا رئيسية في تعزيز قدرة الشبكات البلوكشين، قادرة على توفير إثباتات فعالة مع الحفاظ على الخصوصية. ناقش Vitalik تكنولوجيا zkSNARK بتفصيل خلال خطابه الرئيسي الأخير في كرنفال Hong Kong Web3. وأشار Vitalik، "إيجاد ZKSNARKS مفيد جدًا للخصوصية وقدرة التوسع."

ومع ذلك، فقد كانت سرعة توليد البراهين والعبء الحسابي تحديات رئيسية دائمًا لتطبيق تقنية zkSNARK عملياً، وكانت تركز بحث أكاديمي وصناعي في السنوات الأخيرة. فإن النظم التقليدية لتقنية zkSNARK، مثل Pinocchio وGroth16، قد تستغرق عدة ساعات أو حتى أيام لتوليد البراهين للعمليات الحسابية المعقدة وتتطلب موارد ذاكرة وتخزين كبيرة. تحد هذا الضعف الأداء يحد بشكل كبير من تطبيق zkSNARK في العديد من السيناريوهات العملية.

لتمكين تطبيقات ذات مقياس كبير على شبكات البلوكشين وتحقيق التحقق الفوري، تحسين أداء zkSNARK خطوة حاسمة.

على وجه التحديد، عملية توليد البرهان في zkSNARK تشمل خوارزميات تشفيرية معقدة مثل تزوج المنحنى البيضاوي والتكامل الجدائي، التي تستهلك موارد حسابية كبيرة. خاصة عندما يكون حجم الدائرة المحسوبة كبيرًا، يزيد تعقيد الحساب لتوليد البرهان بشكل أسرع.

وفقًا لـ a16z Crypto، تكون التنفيذ الأولي لـ Jolt أسرع بحوالي 6 مرات من RISC Zero وبمقدار 2 مرة من SP1 الذي تم إصداره مؤخرًا على وحدة المعالجة المركزية. بالإضافة إلى ذلك، يخططون لتحسين سرعة Jolt بمقدار 1.5 مرة تقريبًا خلال الأسابيع القادمة.

حاليًا، سرعة Jolt أكثر من مرتين بالفعل من سرعة zkVM الحالية، ولكن لا يزال هناك مجال كبير للتحسين. كما يستخدم Jolt بذكاء خصائص جبرية معينة للمتعددات لتحقيق نظام تعهيد متعدد أكثر كفاءة، مما يقلل بشكل أكبر من حجم الأدلة ووقت التحقق.

التغييرات المحتملة التي ستجلبها جولت

من منظور هندسي، يستخدم Jolt سلسلة من تقنيات الأمثلة، مثل تصميمات الدوائر الأكثر اندماجًا، وأنابيب العمل الأكثر كفاءة، وزيادة التوازي، لتعظيم استخدام قوة الحوسبة الأجهزة.

فترض أنك مطور ويب 3 وترغب في نشر لعبة بوكر لامركزية على إيثيريوم. تتطلب هذه اللعبة خلطًا على السلسلة، وتوزيعًا، ومقارنة تصنيفات البطاقات، حيث يتعين تنفيذ كل عملية من خلال دوائر zkVM للخصوصية والتحقق.

إذا كنت ترغب في استخدام حلول zkVM الحالية مثل ZoKrates أو Bellman لبناء مثل هذه الدائرة، فقد يستغرق الأمر عدة ساعات أو حتى أيام. هذا يرجع لأن أداء zkVM الحالي منخفض نسبيًا، وإنشاء البراهين الصفرية للدوائر المعقدة يتطلب موارد حسابية كبيرة ووقتًا طويلاً. وهذا سيؤدي إلى دورات تطوير واختبار طويلة.

ومع ذلك، إذا كنت تستخدم Jolt لبناء الدائرة نفسها، فإن الوضع سيتغير بشكل كبير. وفقًا للاختبارات التي أجراها فريق Jolt، يمكن لتنفيذ Jolt الحالي أن يولد أدلة بسرعة تتراوح بين 2-5 مرات أسرع من الحلول الرئيسية لـ zkVM. وهذا يعني أنه إذا احتجت في الأصل إلى 10 ساعات لإنشاء دليل، فقد يستغرق الآن 2-5 ساعات فقط.

بشكل عام، يدل الأداء المحسن بنسبة 2-5 مرات الذي جلبته Jolt على تعزيز كبير في قابلية الاستخدام والوصولية لتقنية zkVM. وسيقلل هذا بشكل كبير من الحواجز أمام مطوري Web3، ويقصر دورات تطوير التطبيقات، ويوفر تجربة مستخدم أفضل للمستخدمين النهائيين. ونظرًا للمستقبل، لدى Jolt القدرة على تسريع اعتماد تقنية zkVM على نطاق واسع، مما يتيح لمزيد من المستخدمين الاستفادة من حماية الخصوصية المحسّنة وإمكانيات الحوسبة القابلة للتحقق في النظام البيئي Web3.

بالطبع، لا تزال Jolt في مراحلها الأولية من التطوير، وتحسين الأداء بمقدار 2-5 مرات هو مجرد بداية. من خلال التكرار المستمر وتحسين تقنية Jolt، يمكن توقع المزيد من الإنجازات في أداء zkVM، مما يمهد الطريق في نهاية المطاف لتحقيق تطبيقات Web3 بمقياس كبير.

بيان:

1. هذا المقال مستنسخ من [panews], حقوق الطبع والنشر تنتمي للمؤلف الأصلي [فرانكإذا كان لديك أي اعتراض على إعادة النشر، يرجى الاتصال بـفريق بوابة التعلم، سيقوم الفريق بالتعامل معها في أقرب وقت ممكن وفقا للإجراءات ذات الصلة.

2. إخلاء المسئولية: تعبر الآراء والآراء المعبر عنها في هذه المقالة فقط عن آراء الكاتب الشخصية ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.

3. تتم ترجمة النسخ الأخرى من المقال بواسطة فريق Gate Learn ولا يتم ذكرها في Gate.io، قد لا يتم تكرار المقال المترجم أو توزيعه أو ارتكاب الانتحال.